Thermal fatigue evaluation method considering fluid-structure interaction against fluid temperature fluctuation

笠原 直人; 川崎 信史; 上出 英樹; 酒井 信介*; 岡島 智史*

Proceedings of International Symposium on Research for Aging Management of Light Water Reactors and Its Future Trend, p.23_1 - 23_16, 2007/10

機器,配管において温度が異なる冷却材が合流する領域では、流体混合による不規則な温度ゆらぎが生じるため、繰り返し熱応力による構造材の高サイクル疲労破損に注意する必要があり、サーマルストライピングと称されている。高温と低温の流体が混合すると主流中に温度ゆらぎが生じ、境界層内での流体温度ゆらぎ,熱伝達を経て、構造表面での温度ゆらぎとなる。この後熱伝導によって構造内の温度が変動し熱膨張変形が拘束されて熱応力となる。それが多数回繰り返されると応力振幅の大きさにより構造表面での高サイクル疲労き裂が生じる。この過程で流体構造連成に起因するさまざまな減衰要因があることから、これらを考慮し、ゆらぎの周波数に依存した減衰効果を取り入れた熱疲労評価法を開発した。JAEAでは軽水炉用の日本機械学会ガイドラインと整合する、評価ガイドラインを開発する計画である。